Qual é o pH do glicerol 1M?

A resposta é aproximadamente 6,88. Portanto, uma solução $ 1 \ M $ de glicerol em água será ligeiramente ácida (considerando que as hidroxilas são bases muito mais fracas que os ácidos, ou seja, que a constante de equilíbrio para a reação $ \ ce {C3H7O2OH + H2O < = > C3H7O2O ^ – + H3O ^ +} $ é muito maior do que a constante para $ \ ce {C3H7O2OH + H2O < = > C3H7O2OH2 ^ + + OH ^ -} $, que pode ou não ser verdade. A inclusão do segundo equilíbrio levará o pH verdadeiro ainda mais perto de 7)

Para ácidos / bases muito fracos ou muito diluídos, resolver um problema de dissociação é um pouco mais complicado porque o equilíbrio de auto-dissociação da água deve ser levado em consideração. Muitas vezes, é uma aproximação válida esquecê-lo, já que a água tem apenas uma pequena tendência de se auto-dissociar e, portanto, seu efeito nas concentrações de equilíbrio de $ \ ce {H ^ + _ {(aq)}} $ e $ \ ce { OH ^ {-} _ {(aq)}} $ geralmente é insignificante, mas este não é o seu caso; o glicerol na água parece ser um ácido tão fraco quanto a própria água.

A melhor maneira de resolver os problemas de equilíbrio é estabelecer uma grande equação incluindo todos os fatores combinando equações menores. Precisamos fazer uma equação que leve em consideração todas as espécies do meio ($ \ ce {H ^ + _ {(aq)}} $, $ \ ce {OH ^ {-} _ {(aq)}} $ , $ \ ce {C3H7O2O ^ {-} _ {(aq)}} $ e $ \ ce {C3H7O2OH _ {(aq)}} $ {por conveniência, rotularei os dois últimos $ \ ce {A ^ -} $ e $ \ ce {HA} $}) e as constantes de equilíbrio relacionadas ($ K_a $ e $ k_w $). As equações menores são encontradas equilibrando as cargas (uma equação) e a quantidade de matéria de cada substância (uma ou mais equações dependendo do problema).

Saldo da carga: $ [H ^ +] = [OH ^ -] + [A ^ -] $ (I)

Saldo da matéria: $ [HA] + [A ^ -] = C_ {ácido} = 1 \ M $ (II)

As equações para as constantes de equilíbrio são:

$ K_a = \ frac {[H ^ +] [A ^ -]} {[HA]} = 10 ^ {- 14,15} $ (III )

$ k_w = [H ^ +] [OH ^ -] = 1 \ vezes 10 ^ {- 14} $ (IV)

Para resolver o problema, precisamos brincar com as igualdades até obtermos uma única equação com uma única variável. É conveniente obter uma equação em $ [H ^ +] $ porque podemos encontrar o pH diretamente aplicando $ -log $ à resposta. Observe que

$ [OH ^ -] = \ frac {k_w} {[H ^ +]} $ (V)

$ [HA] = \ frac {[H ^ +] [A ^ -]} {K_a} $ (VI)

Substituir (VI) em (II) produz, depois de alguma álgebra:

$ [A ^ -] = \ frac {C_ {acid} K_a} {[H ^ +] + K_a} $ (VII)

Agora insira (V), (VI) e (VII) em (I) para obter:

$ [H ^ +] = \ frac {k_w} {[H ^ +]} + \ frac {C_ {acid} K_a} {[H ^ +] + K_a} $

Um pouco de persistência levará você ao seguinte polinômio:

$ [H ^ +] ^ 3 + K_a [H ^ +] ^ 2- (C_ {ácido} K_a + k_w) [H ^ +] – K_ak_w = 0 $

Substituindo os valores de $ K_a $, $ k_w $ e $ C_ {acid} $, , a única raiz positiva para a equação é $ [H ^ +] = 1,30688 \ times 10 ^ {- 7} $ , que após a aplicação do antilogaritmo resulta em $ pH = 6,88 $ .

Correto, Henderson-Hasselbalch é para quando você tem uma solução tamponada de um ácido e de seu c onjugate base.

Aqui, você quer imaginar a dissolução de um mol de glicerol em um litro de água. Quando dizemos que o pKa do glicerol é 14,15, queremos dizer que o Ka para a reação:

$$ C_3H_7O_2OH \ Rightarrow C_3H_7O_2O ^ – + H ^ + $$

é $ 10 ^ {-14,15} $. Este é um número muito pequeno, o que indica que, embora o glicerol dissolvido na água produza algum $ H ^ + $, provavelmente não diminuirá muito o pH. Portanto, aqui você esperaria um pH ligeiramente inferior a 7.

Para calcular este valor, eu “d construiria o que muitos chamam de” gráfico ICE “. O Exemplo 2 neste documento parece semelhante ao seu problema trabalhando.

Comentários

• Eu ' não tenho certeza se as tabelas ICE são capazes de resolver para concentrações de equilíbrio para ácidos / bases muito diluídos ou muito fracos, pois é preciso levar em consideração simultaneamente a dissociação do ácido / base e a autodissociação da água . Ele ' É melhor aprender a maneira mais geral de resolver esses problemas, que envolve o uso de equações de equilíbrio de massa e carga. Veja aqui e aqui para obter detalhes.
• Preciso de mais ajuda aqui. nenhum conhecimento de química. Como eu calcularia o pH do glicerol com base em seu pKa? Obrigado.

Eu conheço uma fórmula que relaciona $ K_a $, constante de dissociação A e concentração C para fraco ácidos e bases como $ K_a $ = $ A ^ 2 $ C. Isso pode ajudá-lo.

Comentários

• Eu também sei uma fórmula, mas aplicá-la me dá leituras estranhas.